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顆粒3D材料的選擇,，能否為傳統(tǒng)制造探出新出路？

升華三維 2022-09-15 | 閱讀：551

隨著工業(yè)發(fā)展的不斷升級,，對產(chǎn)品設計要求的不斷提高,，在工業(yè)制造領(lǐng)域，產(chǎn)品競爭愈演愈烈,。如何滿足高要求的復雜產(chǎn)品設計成型,，同時縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，是當前工業(yè)制造業(yè)發(fā)展的一大痛點,。而3D打印技術(shù)可在短時間內(nèi)直接制造出設計原型,，以便開發(fā)人員快速優(yōu)化結(jié)構(gòu)和完善設計。尤其在一些小批量非通用零部件,、工裝夾具方面,，3D打印技術(shù)以其超高的制造效率和相對較低的生產(chǎn)成本，給傳統(tǒng)制造加工行業(yè)帶來新出路,。

適配工業(yè)應用顆粒料

面對即將爆發(fā)的制造變革和3D打印市場,。為了能更好地賦能粉末冶金行業(yè)，升華三維采用了一種從粉末注射成型（PIM）工藝引入的3D打印方法——“3D打印+粉末冶金”相結(jié)合的金屬/陶瓷間接3D打印技術(shù)（粉末擠出打?。?。該技術(shù)創(chuàng)新性地通過3D打印來實現(xiàn)對材料的控制和成形，以滿足金屬/陶瓷零件的個性化定制,。再通過傳統(tǒng)粉末冶金工藝的脫脂燒結(jié),，最后得到固體金屬/陶瓷零件。

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▲間接3D打印技術(shù)（粉末擠出打?。?/p>

升華三維目前已推出了兩款核心打印設備：工業(yè)型獨立雙噴嘴3D打印機UPS-250及大尺寸獨立雙噴嘴3D打印機UPS-556,。均采用獨立雙噴嘴設計,，可以同時打印或者各自輪流打印金屬和陶瓷材料，能實現(xiàn)不同種類材料的復合產(chǎn)品開發(fā)及復雜結(jié)構(gòu)的成形,，具有操作簡單,、工業(yè)型、高精度,、高質(zhì)量,、高性價比等優(yōu)點。

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▲升華三維3D打印設備

同時也基于已廣泛應用于金屬和陶瓷注射成型的材料,，開發(fā)出了適配于公司3D打印機的顆粒材料,。例如：316L/304/17-4PH不銹鋼、銅及銅合金,、鎢及鎢合金,、鈦及鈦合金、高溫合金,、硬質(zhì)合金難熔金屬等金屬顆粒材料,，及氧化鋯、氧化鋁,、氮化硅,、碳化硅等特種陶瓷顆粒材料，以滿足客戶的不同需求,。

▲升華三維3D打印顆粒料

顆粒料3D打印的優(yōu)勢

盡管人們對顆粒料3D打印領(lǐng)域遠不如傳統(tǒng)線材關(guān)注度高,，但在材料兼容性、處理速度和材料成本方面,，顆粒料3D打印有很大優(yōu)勢：

1,、不同于線材打印，使用顆粒料3D打印時,，進料方式為顆粒料被加裝在一個漏斗狀的容器里,，按一定的速度進入熔化區(qū)，顆粒料被熱融成膏狀,，之后通過噴頭擠出到打印平臺上,。可結(jié)合打印設備的自動進料功能,，實現(xiàn)長時間的打印,，也更適合于打印大型物件。

2,、在顆粒制造線材的加熱過程會使材料損失一些原有性能,，而顆粒料直接熱融，避免了這個問題,。顆粒3D打印可以在同樣時間內(nèi)融化更多的材料,，實現(xiàn)更快的打印速度,，進料也可以實現(xiàn)源源不斷，無需擔心線材斷絲的問題,。顆粒狀原料也有助于提高打印速度,，因此預計交貨時間也會加快。

3,、根據(jù)3D打印方法的不同,，要求材料的形態(tài)也有所不同。熔融沉積成型（FDM）主要使用的是線材,，激光選區(qū)燒結(jié)（SLS）則使用的是粉材,。由于工業(yè)上常用的聚合物原料大多以顆粒為主，制成線材或粉材都要進行二次加工,，提高了3D打印耗材的使用成本,。而粉末擠出打?。≒EP）原則上可以直接使用顆粒料,，省去了這一步驟，有效節(jié)省了耗材成本并提高了打印材料兼容性,。

顆粒料3D打印的缺點

就缺點而言,，目前顆粒狀3D打印不像線材那樣普遍化，所以開發(fā)適應這些材料的擠出機可能有些困難,。此外,，在逐層創(chuàng)建部件時，顆粒不像長絲那樣相互連接,，而是分散的,。這使得控制流速的變化不太容易，而流速的變化對于更復雜的部件來說是必要的,。另外,，基于顆粒3D打印制造的部件目前在精細度、表面光潔度上相較于線材打印仍有一定差距,，這也是未來顆粒3D打印發(fā)展需要補齊的短板,。

升華三維已具有完整的金屬/陶瓷顆粒料間接3D打印方案。并且3D打印設備及打印材料已廣泛應用于科研教育,、工業(yè)制造,、航天航空、軍事國防,、生物醫(yī)療,、汽車、模具制造,、新能源等領(lǐng)域,。在3D打印設備不斷升級迭代的同時,，升華三維也在不斷拓展打印材料種類、優(yōu)化材料配方,，為不同行業(yè)賦能,。也將抓住歷史機遇，堅持技術(shù)創(chuàng)新,，爭當行業(yè)龍頭,，深挖應用場景，快速響應市場需求,，給客戶帶來高性價比的產(chǎn)品及服務體驗,。